浅谈自动化系统在海上油田开发生产中的管理应用

来源:用户上传      作者: 麻荣武

　　[摘要]海上油田自动化系统结合海上生产单位的管理体制，从平台的布局、功能、生产管理方式等实际出发，将整个系统设为三级。油田自动化测控系统采用了先进的仪表及系统技术，它的实施给油田的生产管理带来了新的活力。我们应结合海上油田的生产实际，认清系统运行现状，开创一条具有海上油田特色的自动化生产管理的新路子，努力适应海上发展的需要，不断提高海上油井管理水平。
　　[关键词]海上油田；开发生产；自动化测控系统；管理应用
　　[中图分类号]TE355
　　[文献标识码]A
　　[文章编号]1005－6432(2011)19－0167－02
　　
　　1　自动化系统结构及规模
　　
　　(1)第一级为陆地中心站(设在办公楼)：根据整体方案，陆地中心站既是海上油田生产信息中心，也是生产指挥中心。在陆地中心站可以监视整个海上油田的生产动态，处理油田生产信息，打印油田生产报表。另外，陆地中心站与外部信息系统联网，数据自动进入公司信息站的ORACLE数据库进行长期存储，同时工程地质技术人员可通过网络获取必要的数据，进行油井生产情况分析。
　　(2)第二级为中心平台站(设在中心平台控制室)：中心平台控制室的计算机可以监控中心平台站及周围所属卫星平台站的生产运行情况，并通过数字微波向陆地中心站传送数据。
　　(3)第三级为卫星平台站(设在采油平台上)：卫星平台站负责监视及控制卫星平台的生产运行情况。卫星平台站为无人值守站，其主要配置和功能如下：各类一次仪表：检测油水井、工艺设备、可燃气体和火灾等测控参数，并将测控参数传送给远程终端RTU，同时执行RTU的控制命令。远程终端RTU一套：负责接收一次表输出的信号，进行数据处理、判断，并将判断结果通过无线信道发往中心平台控制室，同时接收中心平台控制室发来的控制命令，实现对卫星平台的遥测遥控。MDS4000无线数据传输设备一套：用于与中心平台站的无线数据传输。SCADA系统数据传输采用两级数据传输网络，即陆地中心站对中心平台站，中心平台站对卫星平台站。
　　
　　2　自动化系统的功能及改进
　　
　　2.1系统功能
　　自动化测控系统的主要功能包括：①机采井监控。海上生产以电潜泵和螺杆泵井为主，机采井的管理是油田生产管理最为关键的环节。海上自动化系统充分考虑到了这个因素，每口电泵井都安装了三相电流传感器、电压传感器、运行状态检测、油压、套压、回压压力变送器、油温变送器、启停控制装置以及保护中心装置；每口螺杆泵井安装了电流传感器、电压传感器、启停控制装置。可实现机采井泵的远程启停、超限报警停机和油井的油压、套压、回压、温度数据实时检测，使管理人员能及时了解电泵、螺杆泵的生产动态，包括电泵井的缺相、短路、过载、欠载以及螺杆泵井供液情况，为机采井的优化管理提供可靠的技术支持。②原油升温设备测控。安装电加热器进出口温度传感器后，可检测电加热器的工作状况以及计量输油的油温情况，根据设计方案，卫星平台上的电加热器自身为一闭环控制，因此只需检测其工况即可。
　　
　　2.2系统特点及先进性
　　以PLC为核心控制器组成SCADA系统。RTU(远程终端控制器)凭着适应恶劣环境、可靠性高、耗电少等特点在传统的SCADA系统中应用广泛，而本系统的RTU位于配电室内，环境较好，也有充足的电力供应，因此在设计之初就考虑以通用PLC为核心，配数传电台组成RTU。其优点是价格适中、编程维护方便、配件充足，也便于以后升级。本系统采用AB公司的SLC 500系列PLC和MDS的数传电台组成RTU，事实证明是成功的。整体结构化设计。由于我们从设计、选型、组态、编程，到现场施工、调试、投运，直至改造全程参与，整个系统从现场仪表、仪表柜、RTU柜，到测控点分配、系统组态编程均为结构化设计，降低了编程工作量，方便现场培训及维护。
　　
　　2.3存在问题及改进
　　自动化计量技术的改进。海上井组平台自动计量是通过遥控电动三通阀，将所需计量的油井倒入计量管线实现的。自井组平台撤人后，由于种种原因，油井自动化计量的精确度受到了很大的影响。针对影响油井自动化计量的主要原因进行了认真地分析，主要包括以下几个方面：电动三通阀存在问题。油井自动化计量是根据电动三通阀的反馈信号来判断正在计量的油井井号及产量的，及当系统收到所需计量油井电动三通阀的计量状态反馈信号，而该井组其他油井都在混输状态，则判断该口油井正在计量，并将质量流量计信号和气体流量计信号进行累积，从而得出该口油井的产液量和产气量。根据这种判断，如果井组平台有一个或多个电动三通阀损坏，不能输出反馈信号，则程序的自动判断出现混乱，影响了自动化计量数据的准确性。
　　
　　3　自动化系统的管理应用
　　
　　海上井组平台撤人后，自动化管理工作的重要性大大提高，为提高自动化系统的运行可靠性和运行质量，为油田开发管理服务和提供技术支持，保障公司原油产量的稳定发展，在自动化管理方面我们主要做了以下工作：
　　
　　3.1加大仪表维修维护的管理力度
　　针对海上平台撤人初期，存在部分遗留问题的实际情况，组织开展了样板平台建设工作，完成了CB1B、CB4B、CB25A、CB1C等4座样板平台，自动化数据全准率达到98％以上。其余平台以样板平台为标准，针对自动化存在问题，积极开展整改工作，大大提高了自动化数据的准确度，满足了正常生产的需要。
　　
　　3.2加强规章制度建设
　　根据海上生产实际，结合自动化系统投产后的实际运行情况，实施《自动化系统运行管理规定》，明确了各有关单位和人员的职责，制定了仪表巡检、维护、校验等管理规定和具体的考核办法，在具体实施过程中，为方便自动化管理，建立健全《仪表维修维护台账》、《油井开关井测试记录》、《系统运行维护记录》、《油水井作业期间自动化管理制度》等资料和制度，提高了自动化系统的运行管理水平。
　　
　　3.3加强油井跟踪分析
　　自动化录取数据具有储存时间长、采样间隔短、数据精度高等特点。因此，井组平台撤人后，为了充分发挥自动化系统的作用，我们充分利用自动化系统的这一优势，进行油井跟踪分析工作，每天校对油井生产数据，并与历史数据进行对比，分析数据波动趋势。通过分析油井的温度、油压、回压、套压、电流、电压以及计量数据，可以对每口油井的生产情况进行有效的分析，对数据波动较大的油井进行24小时重点跟踪分析，及时确定油井出现问题的原因；通过干温、干压、加热器温度等数据，可以判断海管波动趋势、加热器工作状态，分析该井组的生产情况。
　　
　　3.4定期进行系统检修工作
　　自动化系统现场仪表线路数量繁多，随着使用寿命的延长，必然出现一些在日常生产管理中不易被发现的问题。因此，自动化系统应每年统一进行检修，除在电网检修期间进行油井遥控启停和安全阀、紧急关断阀的开关功能测试外，还应每年定期进行现场仪表和线路的检修工作，并定期进行仪表标定工作。在检修过程中，要对自动化仪表数据和现场实际数据进行逐一对比，对于出现的问题，及时进行解决，保证自动化系统各项功能的正常实现。
　　
　　3.5加强仪表和设备的维护工作
　　自动化仪表和设备是实现系统遥测遥控功能的关键，其工作精度和稳定性直接影响到系统功能的实现，加上海上特殊的工作环境，必须加强仪表和设备维护保养工作，严格按照有关规章制度进行仪表和设备的维护、保养和检修工作。特别是要加强油井作业期间仪表和设备的维护、检修工作，除对作业井进行仪表拆除和保护外，还要对临近的油井加强保护。对于作业后改变泵型或控制柜的油井，要立即进行遥控开关井、电流电压传感器等线路的修复和测试工作。

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